JP6783849B2

JP6783849B2 - 電解槽中に電流を分布させるための部品、アセンブリ及び方法

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Publication number: JP6783849B2
Application number: JP2018505506A
Authority: JP
Inventors: ロベール・デュフルスヌ
Original assignee: プルトゥルージョン・テクニーク・インコーポレイテッド
Priority date: 2015-04-17
Filing date: 2016-04-06
Publication date: 2020-11-11
Anticipated expiration: 2036-04-06
Also published as: CL2017002639A1; WO2016165012A1; CA2982863A1; CA2982863C; JP2018511709A; AU2016249028A1; AU2016249028B2; US10689772B2; EP3283670A4; EP3283670A1; US20180087168A1; MX2017013389A; CL2019002786A1

Description

本技術分野は、一般的に金属を精錬するための電解槽に係り、特に電解槽中に電流を分布させるための部品、アセンブリ及び方法に関する。

金属の精製又は精錬においては、電解、特にこの目的のために設計された電解槽中での電解を用いるのが一般的である。通常、精錬される金属は、銅、亜鉛、ニッケル、カドミウム等の一般金属や、銀、白金、金等の貴金属である。

アノード及びカソードの接触及び支持のため電解槽中において、多様な構成の接触素子及び絶縁体が使用可能である。接触バー及び絶縁体は多様な形状、構造、組成及び組み立て方法を有し得る。

接触素子及び絶縁体を組み合わせる既存の構成は、例えば特許文献１及び特許文献２に記載されている。

湿式精錬で使用される既存の接触素子及び絶縁体に関連する課題及び非効率性には色々ある。従って、電解槽の部品内の電流分布を向上し、これら部品のメンテナンスを管理することが依然として必要とされている。

米国特許第６３４２１３６号明細書米国特許第７２０４９１９号明細書カナダ特許出願公開第２８４１２２２号明細書国際公開第２０１２／１２９７００号国際公開第２００８／０９２２４８号国際公開第２００８／１０１３４５号米国特許第７２２３３２４号明細書国際公開第２０１４／１０７８１０号国際公開第２０１３／００６９７７号

本願で説明される方法は、電解槽中の電流分布の向上を促進させるように構成された導電性素子を使用する部品、アセンブリ及び方法を提供することによって、上記必要性に応える。

一態様では、金属を精錬するための電解槽が提供される。本電解槽は以下のものを含む：
電解液で満たされる少なくとも二つの隣接する電解タンク；
対向する第一列及び第二列の電極、各列の電極はつり下げバーに取り付けられた交互のアノード及びカソードであり、各電極は二つの隣接するタンクのうち一方の電解液に浸漬される；及び、
二つのタンクの隣接する壁の周りに取り付けられ、且つ、対向する第一列及び第二列の電極のつり下げバーを受けるように構成された電気分布アセンブリ。アセンブリは以下のものを含む：
一次接触素子と連携して以下のことを行うように構成された絶縁体：
第一列の各アノードと一次接触素子とを電気的に接触させる一方で、第二列の各アノードを一次接触素子から絶縁すること、及び、
第二列の各カソードと一次接触素子とを電気的に接触させる一方で、第一列の各カソードを一次接触素子から絶縁すること、
絶縁体と連携して、第二列の各アノードと電気的に接触することによって、第二列のアノードにおける電流分布の向上を促進するように構成された二次接触素子、及び、
絶縁体と連携して、第一列の各カソードと電気的に接触することによって、第一列のカソードにおける電流分布の向上を促進するように構成された三次接触素子。

他の態様では、電解槽の電極における電流分布の向上を促進するための電解槽用のアセンブリが提供される。

一部実施形態では、本アセンブリは、一次接触素子と連携して、対向する第一列及び第二列の電極を受けるように構成された絶縁体を含む。絶縁体は、一次接触素子に関して、第一列の電極と一次接触素子とを電気的に接触させる一方で、対向する第二列の電極を一次接触素子から絶縁するように構成される。

また、本アセンブリは、絶縁体と連携するように構成された二次接触素子も含む。二次接触素子は、絶縁体に関して、対向する第二列の各電極と電気的に接触して、対向する第二列の電極における電流分布の向上を促進するように構成される。

本アセンブリは、一次接触素子と連携して、対向する第一列及び第二列の電極を受けるように構成された絶縁体を含み、各列の電極は交互のアノード及びカソードである。絶縁体は一次接触素子に関して、以下のことを行うように構成される：
第一列の各アノードと一次接触素子とを電気的に接触させる一方で、第二列の各アノードを一次接触素子から絶縁すること、及び、
第二列の各カソードと一次接触素子とを電気的に接触させる一方で、第一列の各カソードを一次接触素子から絶縁すること。

また、本アセンブリは、絶縁体と連携するように構成された二次接触素子も含む。二次接触素子は、絶縁体に関して、第二列の各アノードと電気的に接触することによって、第二列のアノードにおける電流分布の向上を促進するように構成される。

本アセンブリは、絶縁体と連携するように構成された三次接触素子を更に含む。三次接触素子は、絶縁体に関して、第一列の各カソードと電気的に接触することによって、第一列のカソードにおける電流分布の向上を促進するように構成される。

一部実施形態では、絶縁体は、本体と、アノード及びカソードをそれぞれ支持するために本体に沿って分布し且つ本体から上向きに延在する第一列及び第二列のシートとを含み得る。第一列の各シートは、その上に存在するアノードに対する電気的接触を与えるために第二接触素子と連携するように構成されている上面を有する。第二列の各シートは、その上に存在するカソードに対する支持及び絶縁を与えるように構成される。第一列及び第二列は互いに間隔が空けられて、第一列と第二列との間にチャネルを画定し得る。任意選択的に、チャネルは、細長の中央部分と、同じ列のシート間に延在する側方部分とを有し得る。任意選択的に、第一列のシートは、第二列のシートと互い違いの関係にされ得る。

一部実施形態では、二次接触素子は、絶縁体の内部に部分的に埋め込まれ得るか、又は、絶縁体の表面上に存在し得る。任意選択的に、三次接触素子は、絶縁体の内部に部分的に埋め込まれ得るか、又は、絶縁体の表面上に存在し得る。更に任意選択的に、二次接触素子は絶縁体の内部に部分的に埋め込まれ得て、三次接触素子は絶縁体の表面上に存在し得る。

一部実施形態では、二次接触素子は、絶縁体中に埋め込まれた隠れ部分と、隠れ部分から延在して且つ絶縁体の第一列のシートの上面に少なくとも存在する複数の露出部分とを含み得る。

一部実施形態では、三次接触素子は、細長の本体と、細長の本体から側方外向きに延在する側方アームとを含み得る。三次接触素子の細長の本体及び側方アームは、絶縁体のチャネルの細長の部分及び側方部分の上にそれぞれ存在するように構成される。

一部実施形態では、三次接触素子の各側方アームは、その上に存在するカソードに対する電気的接触を与えるように構成されている上面を有し得る。任意選択的に、三次接触素子の各側方アームは、テーパ状の上面を有する。更に任意選択的に、三次接触素子の各シートの上面は、逆Ｖ字形状を有する。

一部実施形態では、本アセンブリは、一次接触素子を受けるような形状にされた中央チャネルを有する絶縁性で細長の本体を含むキャッピング板を更に含み得る。キャッピング板は、細長の本体から上向きに延在している対向する二列の突起を更に含み得て、それが存在する場合には、同じ列の突起は、互いに間隔が空けられて、各アノード及び各カソードをそれぞれ維持するための交互の第一側方凹部及び第二側方凹部を画定する。

他の態様では、電解槽用のキャッピング板が提供され、本キャッピング板は、一次接触素子を受けるような形状にされた中央チャネルを有する絶縁性で細長の本体を含む。本キャッピング板は、細長の本体から上向きに延在している対向する二列の支持突起を更に含み得て、それが存在する場合には、同じ列の支持突起は互いに間隔が空けられて、電極を維持するための側方凹部を画定するようにされる。任意選択的に、それが存在する場合には、一方の列の支持突起は、対向する反対側の列の支持突起と整列され得る。

一部実施形態では、同じ列の支持突起は、第一距離と第二距離とで交互に互いに間隔が空けられ、支持突起間に第一側方凹部及び第二側方凹部を交互に画定するようにされる。任意選択的に、キャッピング板の第二側方凹部は第一側方凹部よりも狭くなり得る。任意選択的に、第一距離は、各第一側方凹部がアノードを受けることができるように選択され得る。更に任意選択的に、第二距離は、各第二側方凹部がカソードを受けることができるように選択され得る。

一部実施形態では、アノード及びカソードは、支持突起間に維持される一方で、両側に突起を有する側方突起の上に存在するので、ぐらつかないようにされる。

他の態様では、第一列及び第二列の交互のアノード及びカソードを含む電解槽の電極における電流分布を向上する方法が提供される。本方法は以下のことを含む：
第一列の各アノードと一次接触素子とを電気的に接触させる一方で、第二列の各アノードを一次接触素子から絶縁すること；
第二列の各カソードと一次接触素子とを電気的に接触させる一方で、第一列の各カソードを一次接触素子から絶縁すること；
第二列の各アノードと二次接触素子とを電気的に接触させて、第二列のアノードにおける電流分布を向上すること；及び、
第一列の各カソードと三次接触素子とを電気的に接触させて、第一列のカソードにおける電流分布を向上すること。

一部実施形態では、一次接触素子と接触している第一列の各アノードは、二次接触素子と接触している第二列のアノードと対向する。

一部実施形態では、一次接触素子と接触している第二列の各カソードは、三次接触素子と接触している第一列のカソードと対向する。

他の態様では、電解槽の電流分布を向上するためにアノードを接触させる上記のような二次接触素子の使用が提供される。

他の態様では、電解槽の電流分布を向上するためにカソードを接触させる上記のような三次接触素子の使用が提供される。

他の態様では、少なくとも一つの分布アセンブリ部分を製造するための方法が提供される。本方法は以下のステップを含む：
成形用の樹脂であって、絶縁物質製の樹脂を提供するステップ；
樹脂内部に二次接触素子部材を埋め込むステップ；
樹脂からセグメントを成形して、そのセグメントが以下のものを含むようにするステップ：
本体と、その本体内部に位置する隠れ部分を有する二次接触素子と、
本体から長手方向外向きに延在する第一列及び第二列のシート。二次接触素子は、第一列のシートの上面に延在する複数の露出部分を含む。

他の態様では、金属を精錬するための電解槽が提供される。電解槽は以下のものを含む：
電解液で満たされる少なくとも二つの隣接する電解タンク；
対向する第一列及び第二列の電極。各列の電極は、つり下げバーに取り付けられた交互のアノード及びカソードであり、各電極は二つの隣接するタンクのうち一方の電解液に浸漬される；及び、

二つのタンクの隣接する壁の周りに取り付けられ、且つ、対向する第一列及び第二列の電極のつり下げバーを受けるように構成された電気分布アセンブリ。アセンブリは以下のものを含む：
一次接触素子と連携して、以下のことを行うように構成された絶縁体：
第一列の各アノードと一次接触素子とを電気的に接触させる一方で、第二列の各アノードを一次接触素子から絶縁すること、及び、
第二列の各カソードと一次接触素子とを電気的に接触させる一方で、第一列の各カソードを一次接触素子から絶縁すること、
絶縁体と連携して、第二列の各カソードと電気的に接触することによって、第二列のカソードにおける電流分布の向上を促進するように構成された二次接触素子、及び、
絶縁体と連携して、第二列の各アノードと電気的に接触することによって、第二列のアノードにおける電流分布の向上を促進するように構成された三次接触素子。

例示的な実施形態に関連して本発明を説明するが、そのような実施形態に本発明の範囲が限定されないことを理解されたい。逆に、全ての代替物、修正及び均等物が、本願の説明で定められているように含まれ得るものである。例えば、対称電極の絶縁及び電気接続に関する実施形態は、非対称電極に対して修正及び適合可能である。本発明の目的、利点及び他の特徴は、添付図面を参照して以下の非限定的な発明の説明を読むことでより明らかとなりより良く理解されるものである。

対称電極に関する特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６及び特許文献７、並びに非対称電極に関する特許文献８の内容は参照して本願に組み込まれ、これら文献に記載されている多様な態様及び実施形態と共に、本願で説明される多様な態様が使用可能であることを理解されたい。

以下の図面に関連して、部品、アセンブリ及び方法が示され、更に理解されるものである。

四つの隣接する電解槽の斜視図である。図１の二つの隣接する電解槽の電極と連携する電気分布アセンブリの部分ＩＩの斜視図である。図１の二つの隣接する電解槽の電気分布アセンブリの部分ＩＩＩの斜視図である。電気分布アセンブリの斜視図である。図４の電気分布アセンブリの上面図である。図４の線ＶＩ‐ＶＩに沿った断面図である。図１の四つの隣接する電解槽の上面図である。図７の線ＶＩＩＩ‐ＶＩＩＩに沿った断面図である。図８の部分ＩＸの拡大図である。図７の線Ｘ‐Ｘに沿った断面図である。図１０の部分ＸＩの拡大図である。一次接触素子の斜視図である。キャッピング板の上面図である。図１３の部分ＸＩＶの拡大図である。図１４の線ＸＶ‐ＸＶに沿った断面図である。図１４のＸＶＩ‐ＸＶＩに沿った断面図である。図７の線ＸＶＩＩ‐ＸＶＩＩに沿った部分的断面図である。図７の線ＸＶＩＩＩ‐ＸＶＩＩＩに沿った部分的断面図である。図７の線ＸＩＸ‐ＸＩＸに沿った部分的断面図である。電極及び電解容器無しの図９に係る電気分布アセンブリの断面図である。電極及び電解容器無しの図１１に係る電気分布アセンブリの断面図である。二次接触素子の斜視図である。三次接触素子の斜視図である。電気分布アセンブリの概略図である。他の電気分布アセンブリの斜視図である。絶縁体の斜視図である。図２５の電気分布アセンブリの一部の上面図である。図２７の線ＸＸＶＩＩＩ‐ＸＸＶＩＩＩに沿った断面図である。図２７の線ＸＸＩＸ‐ＸＸＩＸに沿った断面図である。図２７の線ＸＸＸ‐ＸＸＸに沿った断面図である。図２７の線ＸＸＸＩ‐ＸＸＸＩに沿った断面図である。図３４の部分ＸＸＸＩＩの上面図である。図３２の線ＸＸＸＩＩＩ‐ＸＸＸＩＩＩに沿った断面図である。カソードの列を示す四つの隣接する電解槽の断面図である。図３４の二つの隣接する電解槽のカソードと連携する電気分布アセンブリの部分ＸＸＸＶの拡大図である。アノードの列を示す四つの隣接する電解槽の断面図である。図３６の二つの隣接する電解槽のアノードと連携する電気分布アセンブリの部分ＸＸＸＶＩＩの拡大図である。アノード及びカソードを閉じ込める突起無しの、図３の実施形態の代替物である。

本発明の態様によると、電解槽の特定の箇所における電流分布を向上するための電解槽用の導電性素子を使用するアセンブリ及び方法が提供される。

電解槽中の電流分布（電気分布とも称される）が、電解槽中を移動する電子の経路として定義可能であることは直ちに理解されるものである。電気分布は電解槽の多様な部品の導電状態に関連しているので、電解槽の構成と、電解槽の多様な部品の物質の特性とに依存している。電流の伝達が生じている又は改善されている電解槽内において電気分布が向上されることを当業者は直ちに理解するものである。

図１から図２３は、対称電極に関する本発明の実施形態を示す。

図１、図８、図９及び図１１は、金属を精錬するのに使用可能な四つの隣接する電解槽２の実施形態を示す。一つの電解槽２は、電解浴を含む容器４と、金属精錬用に電解浴中に突っ込まれている交互のアノード６及びカソード８と、その上に存在するアノード６及びカソード８に対する支持、絶縁及び／又は電気的接触を与えるように容器４の両側に位置する二つの電気分布アセンブリ１０とを含むものとして定められ得る。

アノード及びカソードが所定の厚さの金属板のことを称し、それらの上端に二つの側方に延在する突起が設けられていて、カソードについてつり下げバーと称され、アノードについてアノードログと称されることが当業者にはすぐに分かるものである。このようなつり下げバーやアノードログは、隣接する電解槽の側壁に対する板の位置決め及びつり下げを促進する。これらつり下げバーやアノードログは、例えば図１及び図２に見て取れるように、電気分布アセンブリに対する位置に応じて電極を電気的に接触又は絶縁させる機能も有する。従って、本願で定められる電極とアセンブリ及び／又は素子との間の連携について言及する場合、そのアセンブリ及び／又は素子は電極のつり下げバーやアノードログと連携しているものであり得ることを当業者は直ちに理解するものである。

本発明の態様は、電解槽用の電気分布アセンブリに関する。図２から図４は、例えば図１２に見て取れるようなドッグボーン（犬の骨）型の接触バー部分１２等の一次接触素子１２と連携する電気分布アセンブリ１０の実施形態の斜視図を与える。

図４から図７を参照すると、分布アセンブリ１０は、絶縁物質製の絶縁体１４を含む。任意選択的に、絶縁体１４は樹脂物質で成形され得る。また、分布アセンブリ１０は、その上に存在する電極と電気的に接触するように導電物質製の二次接触素子１６及び三次接触素子１８も含む。絶縁体１４は、電極、及び／又は、一次接触素子、二次接触素子、及び三次接触素子を互いに絶縁するように構成される。

「接触」との用語は、「素子」との用語と組み合わせて使用される場合、その素子の物質は導電性であり、電極（又は電極のつり下げバー）とその接触素子との間の電流の循環及び分布を可能にすることについて言及している。例えば、金属精錬産業において知られているように、接触素子が接触バーやバスバーを含み得ることを当業者は直ちに理解するものである。任意選択的に、二次接触素子及び三次接触素子は銅製であり得る。二次接触素子及び三次接触素子は互いに絶縁され、また一次接触から絶縁される。

「構成される」との用語が、本願で説明されるアセンブリや電解槽の要素と組み合わせて使用される場合、素子に所望の効果を与えるような形状、サイズ決め、位置決め及び物質について言及している。

電気分布アセンブリの実施形態は、その上に存在する電極に対する位置決め、絶縁及び／又は電気的接触を与える。

図２、図１７及び図１８を参照すると、絶縁体１４は、特定の電極を一次接触素子１２から絶縁する一方で、他の電極と一次接触素子１２とを電気的に接触させるように構成される。電極は、対向する二列において絶縁体１４に沿って交互に分布するアノード６とカソード８を含み、電解槽が第一列及び第二列のアノード（６ａ、６ｂ）と、第一列及び第二列のカソード（８ａ、８ｂ）とを含むようになっている。絶縁体１４は、一次接触素子１２に関して、第一列の各アノード６ａと一次接触素子１２とを電気的に接触させる一方で、第二列の各アノード６ｂを一次接触素子１２から絶縁するように構成され得る。絶縁体１４は、一次接触素子１２に関して、第二列の各カソード８ｂと一次接触素子とを電気的に接触させる一方で、第一列の各カソード８ａを一次接触素子１２から絶縁するように更に構成され得る。

図２に見て取れるように、第一列のアノード６ａが二次接触素子１６と電気的に接触し得る場合、対向する第二列のアノード６ｂは一次接触素子１２と電気的に接触し得て、また、その逆となる。第一列のカソード８ａが一次接触素子１２と電気的に接触し得る場合、対向する第二列のカソード８ｂは三次接触素子１８と電気的に接触し得て、また、その逆となる。図１７及び図１８に見て取れるように、第一列のアノード６ａが二次接触素子１６と電気的に接触し得る一方で、第一列のカソード８ａは一次接触素子１２と電気的に接触し得て、第二列のカソード８ｂは三次接触素子１８と電気的に接触し得る。従って、分布アセンブリは、電解槽の各電極のつり下げバーの両端が導電性素子と電気的に接触するように構成される。

二次接触素子及び三次接触素子によって提供される導電性媒体を通じて、電流が一つの電極から他の電極まで流れることができるので、電気分布アセンブリが電解槽内の電流分布の向上を促進することを当業者は直ちに理解するものである。電気分布アセンブリは、図１０に概略的に示されるように、電流が、一つの接触素子から電極に入り他の接触素子から電極を出て行くことによって、電気抵抗を減らして、電極を通過することができるように構成される。

一部実施形態では、絶縁体は、二次接触素子及び三次接触素子に対する適切な位置を与えるように成形され得る。図４から図６に示される実施形態によると、絶縁体１４は本体２０と、本体に沿って分布し且つ本体２０から上向きに延在する第一列及び第二列のシート（２２、２４）を含む。図５に見て取れるように、第一列の各シート２２は、二次接触素子１６と連携して、その上に存在するアノードに対する電気的接触を与えるように構成され得る。第二列の各シート２４は、三次接触素子１８を絶縁体１４上の適所に維持するように構成され得る。三次接触素子１８は、その上に存在するカソードに対する支持及び電気的接触を与えるように更に構成され得る。第一列及び第二列のシート（２２、２４）は互いに間隔が空けられて、それらの間にチャネル２６を画定し得る。任意選択的に、チャネル２６は、細長の中央部分と、同じ列のシート間に延在する側方部分２７とを有し得る。任意選択的に、第一列のシート２２は第二列のシート２４と互い違いの関係にされ得る。更に任意選択的に、絶縁体１４は、チャネル２６の細長の中央部分から上向きに延在するアバットメント壁２８と、第二列のシート２４間の側方チャネル２７から上向きに延在する複数のアバットメント突起２９とを含み得る。

図２及び図９を参照すると、絶縁体１４のアバットメント壁２８は、第一列の各カソード８ａに対するアバットメントを提供し、第一列及び第二列の対向するカソードのつり下げバーが接触することを防止する。図２及び図１１を参照すると、絶縁体１４の各アバットメント突起２９は、第二列の各アノード６ｂに対するアバットメントを提供し、第一列及び第二列の対向するアノードのつり下げバーが接触することを防止する。

図２０及び図２１は、図９及び図１１に見て取れるような電極（６、８）及び電解槽容器４の部分無しで、電気分布アセンブリ１０の断面図を示す。

図３、図２０から図２２に示される分布アセンブリ１０の実施形態によると、二次接触素子１６は絶縁体１４内部に部分的に埋め込まれ得て、三次接触素子１８は絶縁体１４の表面上に存在し得る。二次接触素子１６は、図２１に示されるように、絶縁体１４内に埋め込まれた隠れ部分３０と、隠れ部分３０から延在し且つ絶縁体１４の第一列のシート２２の上面３４上に少なくとも存在する複数の露出部分３２とを含み得る。

本発明の範囲から逸脱せずに、三次接触素子が絶縁体内部に部分的に埋め込まれ得たり、二次接触素子が絶縁体の表面上に存在し得たりもすることを理解されたい。

二次接触部分の一部分は、その部分の少なくとも一表面が絶縁体と接触していない場合に「露出」されて、二次接触素子の露出表面上に存在する電極が二次接触素子と電流を交換することができるようになることを当業者は直ちに理解するものである。

図５、図２０、図２１及び図２３に示される分布アセンブリ１０の実施形態によると、三次接触素子１８は、細長の本体３６と、細長の本体３６から側方外向きに延在する側方アーム３８とを含み得る。三次接触素子１８は、第二列のカソード８ｂ（図５に示さず）に対する電気的接触を与えるように構成される。任意選択的に、三次接触素子１８の細長の本体３６及び側方アーム３８は、絶縁体１４のチャネル２６上に存在し、更に任意選択的に第一列のシート２２と第二列のシート２４との間に存在するように構成される。更に任意選択的に、三次接触素子１８の細長の本体３６は、絶縁体１４のアバットメント壁２８に接し得て、三次接触素子１８の側方アーム３８は、絶縁体１４の側方チャネル２７上のアバットメント突起２９間に位置し得る。三次接触素子１８の側方アーム３８は、第二列のシート２４に実質的に整列され得る。

図４から図６に示される分布アセンブリ１０の実施形態、及び図２３に示される三次接触素子の実施形態によると、三次接触素子１８の側方アーム３８は、テーパ状の上面４０を有し得る。任意選択的に、三次接触素子１８の各側方アーム３８の上面４０は、逆Ｖ字形状を有し得る。

一部実施形態では、二次接触素子のシートは、テーパ状で、任意選択的に逆Ｖ字形状の上面を有し得る。

また、本発明の態様は、電解槽の電極の対称な列を維持するためのキャッピング板又はキャッピング板部分にも関する。一部実施形態では、上記電気分布アセンブリがこのようなキャッピング板を更に含み得る。

図１３から図１６及び図１９を参照すると、アセンブリは、一次接触素子(図１３から図１６に示さず)に対する絶縁及び支持を提供するためのキャッピング板４２（又はキャッピング板部分４３）を更に含み得る。キャッピング板部分４３は、本体４４と、本体４４から上向きに延在している対向する第一列及び第二列の支持突起（４８ａ、４８ｂ）とを含み得る。対向する第一列及び第二列の支持突起（４８ａ、４８ｂ）は互いに間隔が空けられ、一次接触素子（図１３から図１６に示さず）を受ける形状にされた中央チャネル４６を有するように画定される。任意選択的に、同じ列の支持突起は、それぞれ第一距離と第二距離とに従って互いに間隔が空けられ得て、各アノード６及び各カソード８をそれぞれ維持するための交互の第一側方凹部５０及び第二側方凹部５２を画定するようにされる。任意選択的に、第一列の支持突起４８ａは、対向する第二列の支持突起４８ｂと整列され得る。更に任意選択的に、キャッピング板部分４３の第二側方凹部５２は、第一側方凹部５０よりも狭くなり得る。

第一距離及び第二距離は、各第一側方凹部がアノードを受けることができ、各第二側方凹部がカソードを受けることができるように選択されることを理解されたい。キャッピング板の凹部は、アノード及びカソードが、支持突起間に維持され側方凹部の上に存在するので、ぐらつかないように構成されることを当業者は直ちに理解するものである。

以下の説明全体にわたって、分布アセンブリ、絶縁体、一次接触素子、二次接触素子、及び／又は三次接触素子について言及する場合、それはサブアセンブリ、部分又はサブ素子に言及するものにもなり得て、またその逆にもなり、前者の態様が、その排他性のため後者の態様と組み合わせ不可能でない限りは本発明の範囲を逸脱しない。例えば、図面に示されるように、絶縁体の部分やサブ素子は、互いに連携して、細長の絶縁体を、その細長の絶縁体の上又は中に隣接して位置する複数の接触サブ素子を備えて形成するように構成され得る。有利には、絶縁体のサブ素子や接触素子のサブ素子は、メンテナンスや交換のために電解槽から簡単に取り外し可能とされる。実際、メンテナンスや交換の作業中において、作業者は、電気分布アセンブリの絶縁体部分及び接触サブ素子を回収するために、電解槽の全てのつり下げバーではなくて、電極のつり下げバーの一部分のみを一度に持ち上げるだけでよい。

電気分布アセンブリの実施形態は、対称な列の電極で使用される図１から図１２及び図１８から図２２に示されるものとは異なり得ることを理解されたい。例えば、電気分布アセンブリは、非対称な列の電極に対する支持、位置決め及び電気的接触を与えるように構成された単一の絶縁体を含み得る。

更に、電解槽内部の電気分布は、二次接触素子及び三次接触素子の幾何学的形状及び物質に依存し得ることを理解されたい。例えば、電極が二次接触素子又は三次接触素子と接触している箇所を、電流分布にとって電気抵抗点とみなすことができる。電極の重量に応じて、接触箇所における適切な幾何学的形状の選択が、その接触箇所における電気抵抗を減らすことによって、電気分布を更に向上し得る。

本発明の他の態様は、第一列及び第二列の交互のアノード及びカソードを含む電解槽の特定の箇所における電流分布を向上するための方法にも関する。本方法は、図２４に概略的に示されるようなものとなり得る。本方法のステップは同時に行われ得る。図２４を参照すると、本方法は、第一列の各アノード６ａと一次接触素子１２とを電気的に接触させる一方で、第二列の各アノード６ｂを一次接触素子１２から絶縁することを含む。本方法は、第二列の各カソード８ｂと一次接触素子１２とを電気的に接触させる一方で、第一列の各カソード８ａを一次接触素子１２から絶縁することを更に含む。本方法は、第二列の各アノード６ｂと二次接触素子１６とを電気的に接触させて、第二列の各アノード６ｂにおける電流分布を向上することを更に含む。また、本方法は、第一列の各カソード８ａと三次接触素子１８とを電気的に接触させて、第一列の各カソード８ａにおける電流分布を向上することも含む。本方法は、二次接触素子及び三次接触素子を用いて、電解槽内に追加の導電性箇所を設けて、電解浴を通過する典型的な伝導と比較して、電流が電極間で交互に分布することができるようにすることを含み得ることを当業者は直ちに理解するものである。

本発明の他の態様は、電解槽用の非対称電気分布アセンブリに関する。図２５から図３７は、非対称電極に関する本発明の実施形態を示す。

図２５及び図２６は、特許文献６、特許文献４、特許文献９、特許文献８に記載され、また図２５及び図２９に見て取れるような接触バーや接触バー部分等の一次接触素子１２０と連携する非対称電気分布アセンブリ１００の実施形態の斜視図を与える。分布アセンブリ１００は、絶縁体１４０と、その上に存在する電極と電気的に接触するように導電性物質製の二次接触素子１６０及び三次接触素子１８０とを含む。絶縁体１４０は、非対称電極、及び／又は、一次接触素子、二次接触素子、及び三次接触素子を互いに絶縁するように構成され得る。任意選択的に、二次接触素子１６０は、絶縁体１４０上に存在する絶縁素子１６１中に部分的に埋め込まれ得る。

図２５及び図３０を参照すると、二次接触素子１６０は、絶縁素子１６１内部に部分的に埋め込まれ得る。図３０に見て取れるように、二次接触素子１６０は、絶縁素子１６１中に埋め込まれた隠れ部分１６４と、隠れ部分１６４から延在し且つ絶縁素子１６１のシートの上方に突出している複数の露出部分１６２とを含み得る。図２５及び図２８を参照すると、三次接触素子１８０は、三角形の断面形状を有する細長の本体を含み得る。

図３２及び図３３を参照すると、絶縁体１４０は、特定の電極を一次接触素子１２０から絶縁する一方で、他の電極と一次接触素子１２０とを電気的に接触させるように構成される。電極は、対向する二列において絶縁体１４０に沿って交互に分布するアノード６０及びカソード８０を含み、電解槽が、対向する第一列及び第二列のアノード（６０ａ、６０ｂ）と、対向する第一列及び第二列のカソード（８０ａ、８０ｂ）とを含むようにする。非対称電極（アノード及びカソード）とは、第一列のアノード６０ａが第一列のカソード８０ａと互い違いの関係になっていて（絶縁体１４０に対して）、第二列のアノード６０ｂが第二列のカソード８０ｂと互い違いの関係になっている非対称電極構成のことを称していることを理解されたい。結果として、図３３に見て取れるように、同じ一次接触素子１２０が、電解槽の一方の側からアノード６０ｂと電気的に接触し、電解槽の反対側からカソード８０ｂと電気的に接触している。これとは異なり、例えば、図２に見て取れるように、対称電極構成とは、第一列のアノード６ａが第一列のカソード８ａと実質的に整列されていて（絶縁体１４に対して）、第二列のアノード６ｂが第二列のカソード８ｂと実質的に整列されていて、電解槽の同じ側からのアノード及びカソードが一次接触素子１２と接触しているようになっている配置構成のことを称する。

図３２及び図３３を更に参照すると、絶縁体１４０は、一次接触素子１２０に関して、第一列の各カソード８０ａと一次接触素子１２０とを電気的に接触させる一方で、第二列の各カソード８０ｂを一次接触素子１２０から絶縁するように構成され得る。絶縁体１４０は、一次接触素子１２０に対して、第二列の各アノード６０ｂと一次接触素子を電気的に接触させる一方で、第一列の各アノード６０ａを一次接触素子１２０から絶縁するように更に構成され得る。例えば、第二列のカソード８０ｂが、隣接する電解槽に位置する他の一次接触素子（図３２及び図３３に示さず）と接触していることを理解されたい。

図３２を参照すると、第二列のアノード６０ｂが一次接触素子１２０と電気的に接触し得る場合に、対向する第一列のアノード６０ａは三次接触素子１８０と電気的に接触し得て、また、その逆となる。図３２及び図３５を参照すると、第一列のカソード８０ａが一次接触素子１２０と電気的に接触し得る場合に、対向する第二列のカソード８０ｂが二次接触素子１６０と電気的に接触し得て、また、その逆となる。図３７を参照すると、第一列のアノード６０ａが一次接触素子１２０と電気的に接触し得る場合に、対向する第二列のアノード６０ｂは三次接触素子１８０と電気的に接触し得る。従って、分布アセンブリは、電解槽の各電極のつり下げバーの両端が導電性素子と電気的に接触するように構成される。

一部実施形態では、絶縁体は、一次接触素子、二次接触素子、及び三次接触素子に対する適切な位置決めを与えるように成形され得る。図２６及び図２８に見て取れるように、絶縁体１４０は本体２００と、一次接触素子、二次接触素子、及び三次接触素子（１２０、１６０、１８０、図２６に示さず）をそれぞれ受けるための三つの別々の存在領域（２０２、２０４、２０６）と、一次接触素子、二次接触素子、及び三次接触素子（１２０、１６０、１８０、図２６に示さず）に対するアバットメントを提供するアバットメント壁（２０８、２１０、２１２）のアセンブリとを含む。

図２６及び図２９を参照すると、絶縁体１４０は、一次存在領域２０４から上向きに延在して、一次接触素子１２０（図２９のみに見て取れる）内に挿入されて、それに対する安定性を与える突起２１４の列も含み得る。

図２６及び図３１を参照すると、絶縁体１４０は、本体２００から上向きに延在している対向する第一列及び第二列の支持突起（４８０ａ、４８０ｂ）を更に含み得る。任意選択的に、第一列の支持突起４８０ａは第一距離で互いに間隔が空けられ得て、第二列の支持突起４８０ｂは第二距離で互いに間隔が空けられ得て、各カソード８０及び各アノード６０をそれぞれ維持するための対向する二列の側方凹部（５００、５２０）を画定するようになる。任意選択的に、第一列の支持突起４８０ａは、対向する第二列の支持突起４８０ｂと互い違いの関係になり得る。更に任意選択的に、第一側方凹部５００は、第二側方凹部５２０よりも狭くなり得る。

図３８に示される代替実施形態によると、アノード及びカソードは、突起（図２６に見て取れるような４８０ａ、４８０ｂ）によって閉じ込められずに、側方凹部（５００、５２０）の上に存在する。

対称電極に関する本発明の多様な態様を非対称電極に対して組み合わせること及び／又は適合させ得ることを理解されたい。例えば、絶縁体の成形は、対称電極に関して本願で説明されている特性を有する二次接触素子を受けるように適合され得る一方で、また、非対称電極に関して本願で説明されている特性を有する三次接触素子を受けるようにも適合され得る。

２電解槽
４容器
６アノード
８カソード
１０電気分布アセンブリ
１２一次接触素子
１４絶縁体
１６二次接触素子
１８三次接触素子
４２キャッピング板

Claims

電解槽の電極における電流分布の向上を促進するための電解槽用のアセンブリであって、
前記電極に選択的に接触するための一次接触素子を受けるような形状にされた細長のチャネルを有する絶縁性で細長の本体を備えるキャッピング板であって、前記絶縁性で細長の本体から上向きに延在している対向する二列の支持突起を更に含み、同じ列の支持突起が互いに間隔が空けられて、各アノード及び各カソードをそれぞれ維持するための交互の第一側方凹部及び第二側方凹部を画定している、キャッピング板と、
前記キャッピング板及び前記一次接触素子と連携するように構成された絶縁体であって、該絶縁体が、本体と、対向する第一列及び第二列の電極を支持するために前記本体に沿って分布し且つ前記本体から上向きに延在する第一列及び第二列のシートとを備え、各列の電極が交互のアノード及びカソードである、絶縁体と、
前記絶縁体の第一列のシートと連携するように構成された二次接触素子と、
前記絶縁体の第二列のシートと連携するように構成された三次接触素子と、を含み、
前記絶縁体の第一列及び第二列のシートが、前記一次接触素子に関して、
前記第一列の各アノードと前記一次接触素子とを電気的に接触させ、前記第二列の各アノードを前記一次接触素子から絶縁し、
前記第二列の各カソードと前記一次接触素子とを電気的に接触させ、前記第一列の各カソードを前記一次接触素子から絶縁するように構成され、
前記絶縁体の第一列のシートの各シートが、前記二次接触素子と連携して、該シート上に存在する前記第二列の各アノードに対する電気的接触を与えることによって、前記第二列のアノードにおける電流分布の向上を促進するように構成され、
前記絶縁体の第二列のシートの各シートが、前記三次接触素子と連携して、該シート上に存在する前記第一列の各カソードに対する電気的接触を与えることによって、前記第一列のカソードにおける電流分布の向上を促進するように構成され、
前記二次接触素子及び前記三次接触素子のうち少なくとも一方が、前記絶縁体の内部に部分的に埋め込まれているか、又は、前記絶縁体の表面上に存在している、アセンブリ。
前記第一列及び前記第二列が互いに間隔が空けられていて、前記第一列のシートと前記第二列のシートとの間にチャネルを画定していて、前記チャネルが細長の中央部分と、同じ列のシート間に延在する側方部分とを有する、請求項１に記載のアセンブリ。
前記二次接触素子が、前記絶縁体の中に埋め込まれている隠れ部分と、前記隠れ部分から延在し且つ前記絶縁体の第一列のシートの上面に少なくとも存在している複数の露出部分とを含む、請求項１又は２に記載のアセンブリ。
前記三次接触素子が、細長の本体と、前記細長の本体から側方外向きに延在する側方アームとを含み、前記三次接触素子の細長の本体及び側方アームが、それぞれ、前記絶縁体のチャネルの細長の部分及び側方部分の上に存在するように構成されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のアセンブリ。
前記三次接触素子の各側方アームが、該三次接触素子の上に存在するカソードに対する電気的接触を与えるように構成されている上面を有する、請求項４に記載のアセンブリ。
前記三次接触素子の各側方アームがテーパ状の上面又は逆Ｖ字形状を有する、請求項４又は５に記載のアセンブリ。
前記キャッピング板の第二側方凹部が前記第一側方凹部よりも狭い、請求項１から６のいずれか一項に記載のアセンブリ。
前記第一側方凹部のサイズが、各第一側方凹部がアノードを受けることができるように選択されていて、前記第二側方凹部のサイズが、各第二側方凹部がカソードを受けることができるように選択されていて、前記アノード及び前記カソードが、前記支持突起間に維持され、該側方凹部の上に存在することで、ぐらつかないようにされている、請求項７に記載のアセンブリ。